JP6456248B2 - 組合せ秤 - Google Patents

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Description

本発明は、作業者によって被計量物の供給が行われる組合せ秤に関する。
組合せ秤には、被計量物の供給が人手によって行われ、被計量物の排出が自動で行われる組合せ秤がある(例えば、特許文献1〜3参照)。
特許文献1,2に記載の組合せ秤では、被計量物が複数のホッパへ供給されて計量が行われるよう構成されている。また、特許文献3に記載の組合せ秤では、被計量物が複数の計量コンベアへ供給されて計量が行われるよう構成されている。
被計量物がホッパへ供給されるタイプの組合せ秤では、作業者がホッパ内の状況を把握しにくいため、誤ったタイミングで被計量物がホッパへ供給されることにより被計量物がホッパのゲートに噛みこんだりしないように、特許文献1,2のようにホッパの上方に、被計量物のホッパへの供給を阻止するためのシャッタや、被計量物を一時保持するゲートが設けられている。
特開昭62−249018号公報 特開2014−77684号公報 特開2012−154905号公報
上記のように、ホッパの上方に、被計量物のホッパへの供給を阻止するためのシャッタや、被計量物を一時保持するゲートが設けられていたとしても、作業者が被計量物を供給するタイミングが悪いと、ホッパの上方のシャッタやゲートに被計量物が噛みこむことも考えられる。このような被計量物の噛みこみがあると、被計量物が損傷して商品価値の低下等が生じるという問題がある。
一方、被計量物が計量コンベアへ供給されるタイプの組合せ秤では、作業者は、被計量物が排出されて搬送停止状態の計量コンベアへ被計量物を供給する供給作業を行う。このとき、作業者がタイミングを誤って被計量物を排出中(搬送中)の計量コンベアへ被計量物を供給した場合には、その被計量物も一緒に排出されて誤計量になる。そのため、作業者は計量コンベアが搬送停止状態であることを確認して被計量物の供給を行わなければならない。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、被計量物の噛みこみが生じても被計量物の損傷を軽減することができ、作業者が供給作業を容易に行うことができる組合せ秤を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のある形態に係る組合せ秤は、作業者によって被計量物が供給される複数の供給口が開口された作業台と、各々、前記供給口と対応して設けられ、前記供給口の開閉を行い、閉じた状態のときに水平状態となって供給される被計量物を保持し、下方に向かって開くことにより保持している被計量物が下方へ排出される一対のゲート板を有する複数の供給ゲートと、各々、前記一対のゲート板と対応してその下方に設けられ、上方から供給される被計量物を搬送停止状態で一時保持し、保持した被計量物を搬出する複数の計量コンベアと、各々の前記計量コンベアから搬出される被計量物が供給され、供給される被計量物を搬送して外部へ排出する排出コンベアと、各々、前記計量コンベアに取り付けられ、前記計量コンベア上の被計量物の重量を計量するための複数の重量センサと、各々の前記重量センサの計量値が安定状態であるか否かを所定条件に基づいて判定する安定状態判定手段と、前記安定状態である前記重量センサの計量値に基づいて前記計量コンベア上の被計量物の重量値を算出する重量算出手段と、前記重量算出手段で算出される重量値に基づいて、供給されている被計量物の重量値の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを求める組合せ手段と、前記排出組合せに選択されている計量コンベア上の被計量物を搬出するために前記計量コンベアを搬送動作させる計量コンベア制御手段と、前記重量センサの計量値と所定の載荷検出基準値とに基づいて各々の前記計量コンベア上に被計量物が供給されているか否かを判定する供給状態判定手段と、前記供給状態判定手段の判定結果に基づいて、前記計量コンベア上に被計量物が供給されているときには対応する前記一対のゲート板を閉じ、供給されていないときには対応する前記一対のゲート板を開くように各々の前記一対のゲート板の開閉動作を制御する供給ゲート制御手段とを備え、前記供給ゲート制御手段は、前記供給状態判定手段によって前記計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定されてから規定時間内に、当該計量コンベアに対応する前記重量センサの計量値が安定状態であるという判定が前記安定状態判定手段によってなされないときには、そのときの前記供給状態判定手段の判定結果にかかわらず前記計量コンベアに対応する前記一対のゲート板を開くように制御するよう構成されている。
この構成によれば、作業者の被計量物を供給するタイミングが悪く、一対のゲート板が閉じられるときに一対のゲート板に被計量物が挟まれた状態となる被計量物の噛みこみが生じた場合において、例えば、被計量物が棒状のものであり、計量コンベア上に立った姿勢で一対のゲート板に挟まれている場合には、その被計量物を手で押下げたりすることにより、規定時間内に重量センサの計量値が安定状態にならず、それによって一対のゲート板がすぐに開き、被計量物を計量コンベア上へ落とす(倒す)ことができる。これにより、被計量物の損傷を軽減することができ、商品価値の低下を抑えることができる。また、作業者は、被計量物が無い(見当たらない)供給口へ被計量物を供給すればよいだけであり、計量コンベアへ被計量物を供給してはいけないときには、一対のゲート板が閉じられているため、作業者による計量コンベアへのタイミングの誤った供給を防止できる。よって、作業者が被計量物の供給作業を容易に行うことができる。
前記供給ゲートに対するゲート遅延時間を予め設定するゲート遅延時間設定手段をさらに備え、前記供給ゲート制御手段は、前記供給状態判定手段によって前記計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定されてから前記ゲート遅延時間を経過後に、対応する前記一対のゲート板を閉じるように制御するよう構成されていてもよい。
例えば、各々の計量コンベアへ1回に供給する被計量物の個数が多い場合等には、計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定された直後に一対のゲート板を閉じると、供給されている途中の被計量物が一対のゲート板に挟まれて被計量物の噛みこみが生じる場合がある。このような場合に、適当なゲート遅延時間を設定することにより被計量物の噛みこみを無くすことが可能になる。
各々の前記重量センサに対して設けられ、nを2以上の整数としたときに、1段目のフィルタ部からn段目のフィルタ部までのn個のフィルタ部が縦続接続されて構成され、所定時間ごとに出力される前記重量センサの計量値を順次、前記1段目のフィルタ部に入力し、各々の前記フィルタ部で所定のフィルタ処理を行い、前記n段目のフィルタ部の出力値を前記安定状態判定手段および前記重量算出手段へ出力するフィルタ手段と、前記1段目からn段目までの各々の前記フィルタ部への入力値及び前記n段目のフィルタ部の出力値のうちのいずれか1つを供給判定対象値に予め設定する供給判定対象値設定手段とをさらに備え、前記供給状態判定手段は、前記供給判定対象値に設定されている値が前記載荷検出基準値以上であるか否かに応じて前記計量コンベア上に被計量物が供給されているか否かを判定するよう構成されていてもよい。
この構成によれば、n段目のフィルタ部の出力値(すなわちフィルタ手段の出力値)に基づいて、安定状態判定手段による判定がなされるとともに、重量算出手段による重量値の算出がなされる。一方、供給状態判定手段によって計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定されたときに、対応する一対のゲート板が閉じられるが、供給判定対象値を1段目のフィルタ部への入力値に設定した場合が最も早いタイミングで供給を検出することができ、n段目のフィルタ部の出力値に設定した場合が最も遅いタイミングでの検出となる。この供給状態判定手段によって計量コンベア上に被計量物が供給されていることが検出されるタイミングは、供給判定対象値を上述のいずれの値に設定した場合でも、例えば重量算出手段によって算出される重量値に基づいて判定するよりも早いタイミングにできる。そのため、ゲート板を早いタイミングで閉じることが可能となる。ゲート板を閉じるのが遅いと、供給作業に没頭している作業者が計量コンベアへ被計量物を追加供給(意図しない追加供給)してしまう虞があり、このような意図しない追加供給を防止することができる。
また、供給判定対象値設定手段によって供給判定対象値としてどの値を用いるかを設定しなおすことにより変更可能であり、被計量物の種類(形状、大きさ等の違い)や作業者の癖等に応じて、供給判定対象値として用いる値を設定ないし変更することにより、良好な供給作業が可能になる。
前記計量コンベアに供給される被計量物に対する最大許容重量値を予め設定する最大許容重量値設定手段と、前記重量算出手段で算出される被計量物の重量値と前記最大許容重量値とを比較し、被計量物の重量値が前記最大許容重量値を超える場合には当該被計量物が過重であると判定する過重判定手段と、前記過重判定手段によって過重と判定されたときに、過重と判定された被計量物が供給されている前記計量コンベアを報知する報知手段とをさらに備え、前記供給ゲート制御手段は、前記過重判定手段によって過重と判定されたときに、そのときの前記供給状態判定手段の判定結果にかかわらず、過重と判定された被計量物が供給されている前記計量コンベアに対応する前記一対のゲート板を開くように制御するよう構成されていてもよい。
この構成によれば、過重と判定された被計量物を計量コンベア上から作業者が取り除くことができ、組合せ不良の発生頻度を低減できるとともに、組合せ精度の向上を図ることができる。
本発明は、以上に説明した構成を有し、組合せ秤において、被計量物の噛みこみが生じてもゲート板がすぐに開き、被計量物の損傷を軽減することができ、作業者が供給作業を容易に行うことができる。
また、被計量物の噛みこみが生じてもゲート板がすぐに開くので、噛み込み後の復帰が容易になり、作業効率の向上を図ることができる。
また、万一、作業者が手をゲート板に挟まれた場合でも、ゲート板がすぐに開くことにより、痛み等を軽減できる。
また、計量コンベアへ1回に供給する被計量物の個数が多い場合等には、供給に時間が長くかかるため、ゲート遅延時間を設定し、ゲートを閉じるタイミングを遅らせることにより被計量物の噛みこみを防ぎ、噛み込みによる被計量物の損傷を防止できる。
また、過重な被計量物の供給があった場合に、ゲート板が開くことにより、被計量物の入替えを容易に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
図1(A)は、本発明の実施形態の一例の組合せ秤を上から見た概略平面図であり、図1(B)は、同組合せ秤の概略正面図であり、図1(C)は、同組合せ秤の概略側面図である。 図2は、図1(A)〜(C)に示す組合せ秤の外観の斜視図である。 図3(A)は、本発明の実施形態の一例の組合せ秤に備えられた供給ゲートを上から見た平面図であり、図3(B)は、供給ゲートの側面図であり、図3(C)は、図3(B)において、供給ゲートを左側から見た図である。 図4は、供給ゲートが取りつけられる部分の構成を示す斜視図である。 図5は、任意の1つの計量部及びそれに関連する部分の制御装置の機能ブロックを示す図である。 図6は、重量算出手段によって被計量物の重量値が算出される場合の各データ値(fi、f1、f2、f3)の経時変化の一例を示す図である。 図7は、重量算出手段によって被計量物の重量値が算出されない場合の各データ値(fi、f1、f2、f3)の経時変化の一例を示す図である。 図8は、任意の1つの計量部に対して被計量物が供給されてからその重量の算出が行われるまでの処理の概略を示すフローチャートである。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
(実施形態)
図1(A)は本発明の実施形態の一例の組合せ秤を上から見た概略平面図であり、図1(B)は同組合せ秤の概略正面図であり、図1(C)は同組合せ秤の概略側面図である。図2は同組合せ秤の外観の斜視図である。
本実施形態の一例の組合せ秤は、複数の供給口13が設けられた作業台12と、各供給口13の直下に設けられたゲート板対20を有する複数の供給ゲート6と、各供給ゲート6のゲート板対20の直下に設けられた複数の計量部Cwと、排出コンベア3と、操作表示器4と、制御装置5などを備えている。
ここでは、排出コンベア3の両側に計量部Cwが6個ずつ設けられている。各計量部Cwは、ベルトコンベアで構成され、被計量物を一方向(矢印aまたはbの方向)へ搬送する計量コンベア1と、計量コンベア1を支持するロードセル等からなり、計量コンベア1上の被計量物の重量を計量するための重量センサ2とを備えている。排出コンベア3は、ベルトコンベアで構成される搬送コンベアであり、例えば矢印cの方向へ被計量物を搬送する。
排出コンベア3の一方の側方に配置された6個の計量コンベア1は、互いに並行に配置され、これら各々の搬送方向(矢印aの方向)が排出コンベア3の搬送方向(矢印cの方向)と交差(本例では直交)するように配置されている。また、排出コンベア3の他方の側方に配置された6個の計量コンベア1も、互いに並行に配置され、これら各々の搬送方向(矢印bの方向)が排出コンベア3の搬送方向(矢印cの方向)と交差(本例では直交)するように配置されている。
排出コンベア3の下方には電装品収納部10が備えられ、この電装品収納部10には、制御装置5の他、複数の計量コンベア1及び排出コンベア3のコンベア駆動回路等が収納されている。
この組合せ秤の装置上部、すなわち、全ての計量コンベア1及び排出コンベア3の上方には、作業台12が配置されている。この作業台12は、2つの分割作業台12a,12bからなり、両側の側板11a,11b及び所定の支持部材15上に載置され、着脱可能である。そして、作業台12には、各々の計量コンベア1の直上の位置に、方形(例えば矩形)の開口部からなる供給口13が設けられている。この作業台12(12a,12b)は、金属板を所望形状に折り曲げて形成されており、周辺部を除く平板部分に供給口13となる複数の方形の開口部が設けられている。そして、図2に示すように、各供給口13には、その方形の開口縁13eからゲート板対20へ向かうように下方へ延びる短い筒状の開口周縁部13aが設けられている。なお、作業台12は、2つに分割されていなくてもよい。
そして、各々の供給口13に対して供給ゲート6が設けられている。各々の供給ゲート6は、供給口13を開閉するための観音開き構造の一対のゲート板21,22からなるゲート板対20を備えている。このゲート板対20は供給口13の直下に配置されている。そして、各々の供給ゲート6のゲート板対20の直下に計量コンベア1が配置されている。供給口13とゲート板対20と計量コンベア1とはそれぞれ対応して設けられている。
図2に示されるように、ゲート板対20は、作業台12の平板部分の表面よりも若干下方に配置されており、供給口13に、その開口縁13eからゲート板対20へ向かうように下方へ延びる開口周縁部13aが設けられていることにより、ゲート板対20上に供給された被計量物がゲート板対20からこぼれないようにすることができ、ゲート板対20と開口周縁部13aとによって被計量物を一時保持する保持部(貯留部)を形成することができる。そのため、ゲート板対20上での被計量物の良好な保持が可能になる。なお、ゲート板対20を有する供給ゲート6の詳細については後述する。
制御装置5は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、組合せ秤の全体の制御を行う。例えば、各供給ゲート6のゲート板21,22の開閉を制御する。また、各計量コンベア1及び排出コンベア3の搬送動作を制御する。よって、制御装置5は、供給ゲート制御手段及び計量コンベア制御手段等として機能する。また、制御装置5は、操作表示器4から信号が入力されるとともに、操作表示器4へ表示するデータ等の信号を出力する。なお、制御装置5は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。
また、制御装置5は、組合せ手段としても機能し、所定の組合せ条件に基づいて被計量物を排出する計量コンベア1の組合せである排出組合せを求める組合せ処理を行う。この組合せ処理では、各重量センサ2の計量値から得られる各計量コンベア1上の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、供給されている被計量物の合計重量値(組合せ重量値)が目標重量範囲(組合せ目標重量値に対する許容範囲)内になる計量コンベア1の組合せを1つ求めてそれを排出組合せに決める。例えば、組合せ重量値が組合せ目標重量値以上となる組合せの中から、組合せ重量値が組合せ目標重量値となるかそれに最も近い組合せを排出組合せに決める。
操作表示器4は、例えばタッチスクリーン式のディスプレイ画面を備え、この画面上で、組合せ秤の運転の開始及び停止等の操作や、運転(動作)に関する種々の設定等を行うことができ、ゲート遅延時間設定手段、供給判定対象値設定手段及び最大許容重量値設定手段等として機能する。また、操作表示器4は、組合せ重量値等の組合せ処理の結果等の種々の情報を画面上に表示することができる。
次に、供給ゲート6の詳細について説明する。
図3(A)は、供給ゲート6を上から見た平面図であり、図3(B)は、供給ゲート6の側面図であり、図3(C)は、図3(B)において、供給ゲート6を左側から見た図である。図4は、供給ゲート6が取りつけられる部分の構成を示す斜視図である。
この供給ゲート6は、回動軸23,24が回動することによって開閉動作する一対のゲート板21,22を備えている。一対のゲート板21,22は、例えばエンボス加工されたステンレス板からなり、閉じたときにはそれぞれ水平状態となって、ゲート板21,22上に被計量物を保持することができる。そして、一対のゲート板21,22が図3(C)に示す矢印d、eの方向へ回動して開いたときには、保持している被計量物が下方へ排出されて計量コンベア1へ供給される。
各ゲート板21,22は、互いに平行に配設された水平あるいは略水平な回動軸23,24に固定されている。図3(A)、(B)の実線及び図3(C)の破線で示されたゲート板21,22は、閉じている状態が示されており、図3(B)、(C)の二点鎖線で示されたゲート板21,22は、開いた状態が示されている。
各回動軸23,24の一端部には駆動板29の一端が固定され、駆動板29の他端には円筒状のローラ31の軸となるピン30が突設され、このピン30にローラ31が回転自在に取り付けられている。駆動板29、ピン30及びローラ31によって駆動レバー32が構成されている。ローラ31の軸方向(ピン30の突設方向)は、回動軸23,24の軸方向と同一方向である。
各回動軸23,24は、一端側の駆動板29とゲート板21,22との間の部分が、支持プレート25の鉛直支持部25aに回動自在に支持されている。また、各回動軸23,24の他端部が、支持プレート26の鉛直部分に回動自在に支持されている。ここで、2つの回動軸23,24は、平行となるように、支持プレート25,26に回動自在に支持されている。また、2つの支持プレート25,26は2本の連結棒(例えば角棒)27,28で連結されている。2つの支持プレート25,26及び2本の連結棒27,28によって、回動軸支持部材33が構成されている。
支持プレート25には、鉛直支持部25aの両側に側板部25bが設けられている。そして、2つの側板部25bには、それぞれ、取付用凹部25c,25dが形成されている。
以上のように、供給ゲート6は、ゲート板21,22と、回動軸23,24と、2つの駆動レバー32と、支持プレート25,26及び連結棒27,28からなる回動軸支持部材33と、後述のストッパ部材STとを備えている。
そして、着脱可能な作業台12の下方には、図4に示すように、計量コンベア1の上流端側の上方において、供給ゲート6を着脱自在に取り付けるための一対の供給ゲート取付部材38が、適宜の支持部材39に固定されて設けられている。供給ゲート6は、計量コンベア1の搬送方向上流側に支持プレート25が配置され、下流側に支持プレート26が配置されるようにして、供給ゲート取付部材38に取り付けられる。
各供給ゲート取付部材38は、所定形状の取付板35に、支持プレート25の取付用凹部25c,25dと係合自在な2つのピン36,37が突設されて構成されている。
各ピン36,37は、細くなっているくびれ部分36a,37aを有し、両方の供給ゲート取付部材38の下方のピン37のくびれ部分37aに、支持プレート25の両方の側板部25bの取付用凹部25dが上から嵌められるとともに、両方の供給ゲート取付部材38の上方のピン36のくびれ部分36aに、支持プレート25の両方の側板部25bの取付用凹部25cが下から嵌められることにより、供給ゲート6が取り付けられる。このとき、供給ゲート6自体の重量によって、供給ゲート取付部材38の下方のピン37には下向きの力が加わり、上方のピン36には上向きの力が加わって、供給ゲート6が片持ち状態で保持される。
よって、作業者は、供給ゲート6を取り付ける際、一方の支持プレート26側を手で持って、他方の支持プレート25の両側の取付用凹部25c,25dを、両方の供給ゲート取付部材38のピン36,37のくびれ部分36a,37aに合わせて置くだけでよいので、容易に取り付けることができる。また、供給ゲート6を取り外す際には、作業者が一方の支持プレート26側を手で持って斜めにして斜め上方へ引き出すようにすることにより、取付用凹部25c,25dとピン36,37との係合が解除されて容易に取り外すことができる。
一方、計量コンベア1の上流端側の近傍に昇降板41が設けられている。この昇降板41は、下方へ延びる昇降軸42(図3(B))に固定されている。この昇降軸42が、制御装置5によって制御されるエアシリンダ等のアクチュエータ(図示せず)によって昇降動作することにより、昇降板41が上下に昇降動作するよう構成されている。
また、供給ゲート6が供給ゲート取付部材38に取り付けられているとき、図3(A)、(B)に示されるように、昇降板41上に、2つの駆動レバー32のローラ31が載った状態となる。
図3(A)、(B)に示されている昇降板41は、所定の上昇位置にあり、このとき、一対のゲート板21,22は、閉じられた状態(水平状態)である。この状態から、昇降板41が下降すると、2つの駆動レバー32がそれぞれ回動軸23,24を中心にして互いに逆方向に回動軸23,24とともに回動し、昇降板41が所定の下降位置まで下降して停止すると、ゲート板21,22は図3(C)の二点鎖線で示す位置となり、ゲート板21,22が開いた状態となる。また、昇降板41が下降位置から上昇位置へ上昇することにより、ゲート板21,22が閉じられる。
よって、一対のゲート板21,22は、開閉動作するときには、それぞれ回動軸23,24を中心にして互いに逆方向に回動し、閉じたときに水平状態となり、開くときには、それぞれ回動軸23,24を中心にして水平状態から下方に向けて回動する。
なお、本例では、ゲート板21,22の開きすぎを防止するためのストッパ部材STが連結棒27,28の一端に取り付けられている。
また、図4に示されるように、計量コンベア1の上流端側及び幅方向両側には、被計量物が計量コンベア1から落ちないように、落下防止板1Gが設けられている。
次に、この組合せ秤の動作の概略について説明した後で、制御装置5の詳細について説明する。この組合せ秤の動作は制御装置5の制御によって実現される。すなわち、組合せ秤の動作に必要な情報は全て制御装置5に内蔵されている記憶部に予め記憶されており、動作中に記憶される情報等も全て制御装置5の記憶部に記憶される。
作業者は、適宜、供給口13へ被計量物を供給する作業を行う。被計量物は、例えば、にんじん、じゃがいも、しいたけ、えりんぎ等の農産物や、冷凍の魚介類、冷凍された魚の切り身等の水産物などである。
そして、制御装置5は、各重量センサ2の計量値に基づいて、被計量物が供給されている計量コンベア1を認識するとともにその被計量物の重量値を算出する。ここで、被計量物が供給されている計量コンベア1を認識する際、計量値と予め設定されている載荷検出基準値(Wt)とを比較し、計量値が載荷検出基準値Wt以上であれば被計量物が供給されていると判定し、載荷検出基準値Wt未満であれば被計量物は供給されていないと判定する。そして、対応して設けられている計量コンベア1、重量センサ2及び供給ゲート6において、制御装置5は、計量コンベア1の搬送動作停止時において、重量センサ2の計量値が載荷検出基準値Wt未満であれば供給ゲート6のゲート板21,22を開き、載荷検出基準値Wt以上であればゲート板21,22を閉じるように昇降板41及び昇降軸42のアクチュエータを制御する。
組合せ秤の運転を開始すると、制御装置5は、排出コンベア3を駆動させる。この運転開始時には、例えば、全てのゲート板21,22が開かれた状態であり、全ての計量コンベア1には被計量物が載っていない。
そして、作業者が各供給口13へ被計量物を供給すると、供給口13から搬送停止状態の計量コンベア1上へ被計量物が供給される。ここで、制御装置5は、被計量物が供給された計量コンベア1に対応するゲート板21,22を閉じる。この後、作業者から供給口13へ供給された被計量物はゲート板21,22上に載った状態となる。
そして、制御装置5は、例えば、全てあるいは所定個数以上の計量コンベア1へ被計量物が供給されると、前述の組合せ処理を行って排出組合せを求める。そして、排出組合せに選択されている計量コンベア1を所定時間駆動して、同計量コンベア1上の被計量物を排出コンベア3へ搬送する。計量コンベア1を所定時間駆動して停止後に、同計量コンベア1に対応する重量センサ2の計量値が載荷検出基準値Wt未満であれば、対応するゲート板21,22を開く。このとき、同ゲート板21,22上に被計量物が供給されていれば、その被計量物が搬送停止状態の計量コンベア1へ供給され、それが検出されて同ゲート板21,22が閉じられる。また、同ゲート板21,22上に被計量物が供給されていなければ、供給口13から搬送停止状態の計量コンベア1上へ被計量物が供給されたときに、それが検出されて同ゲート板21,22が閉じられる。
そして、以上の動作が繰り返し行われる。なお、排出コンベア3は計量コンベア1から搬出された被計量物を搬送して外部へ排出する。この排出された被計量物は、例えば、包装機等の後段装置へ供給されるようにしてもよいし、別の作業者が容器等で受けとるようにしてもよい。
次に、制御装置5の構成について詳しく説明する。図5は、任意の1つの計量部Cw及びそれに関連する部分の制御装置5の機能ブロックを示す図であり、制御装置5に内蔵されている記憶部に格納されたプログラムが、それに内蔵されている処理部(CPU)によって実行されることにより実現される、機能ブロック(51〜58)が示されている。
制御装置5は、任意の1つの計量部Cw及びそれに対応する供給ゲート6に対して、フィルタ手段51、重量算出手段52、安定状態判定手段53、供給状態判定手段54、過重判定手段55、供給ゲート制御手段56及び計量コンベア制御手段57として機能するとともに、全ての計量部Cwに対して前述の組合せ処理を行う組合せ手段58として機能する。
各計量部Cwの重量センサ2は、本例では、ロードセルと、ロードセルのアナログ出力信号を増幅する増幅器と、この増幅器の出力信号をA/D変換してデジタルの計量値を出力するA/D変換器とを備えているものとする。よって、重量センサ2からは所定のサンプリング周期(所定時間間隔)でA/D変換された計量値(fi)が順次出力され、制御装置5のフィルタ手段51へ入力される。
フィルタ手段51は、1段目〜3段目の3つのフィルタ部F1,F2,F3が縦続接続された3次フィルタで構成されている。各フィルタ部F1,F2,F3では、フィルタ処理として、例えば、移動平均処理が行われる。この場合、各フィルタ部F1,F2,F3では、順次入力値が入力される度に、k個(kは2以上の整数)の入力値の平均値を順次算出して出力する。よって、2段目フィルタ部F2では、1段目フィルタ部F1から順次出力される移動平均値に対してさらに移動平均処理を行って3段目フィルタ部F3へ出力し、3段目フィルタ部F3では、2段目フィルタ部F2から順次入力される値に対してさらに移動平均処理を行って出力する。なお、フィルタ手段51は、n個(nは2以上の整数)のフィルタ部F1,・・・,Fnが縦続接続されたn次フィルタで構成されていればよい。
供給状態判定手段54では、1段目〜3段目の各フィルタ部F1,F2,F3への入力値fi,f1,f2及び最終段の3段目フィルタ部F3の出力値f3の中から、供給判定対象値として用いることが予め定められている1つの値が選択され、その選択された値(供給判定対象値)と、予め設定されている載荷検出基準値Wtとを比較し、供給判定対象値が載荷検出基準値Wt以上であれば計量コンベア1に被計量物が供給されていると判定し、載荷検出基準値Wt未満であれば被計量物は供給されていないと判定する。この供給状態判定手段54による判定は、計量コンベア1が搬送停止状態のときに常時行われ、計量コンベア1が搬送動作中のときには行われない。なお、載荷検出基準値Wtは、計量コンベア1に1回に供給される被計量物の予定重量の半分以下の値に設定することができ、例えば、重量換算値で、数g〜10g程度に設定される。
上記の供給判定対象値をどれにするかは、操作表示器4の操作によって予め設定されており、また、操作表示器4の操作によって変更することもできる。ここで、操作表示器4は供給判定対象値設定手段として機能する。また、載荷検出基準値Wtも、操作表示器4の操作によって予め設定されており、操作表示器4の操作によって変更することができる。
そして、供給状態判定手段54は、供給判定対象値が載荷検出基準値Wt以上となり計量コンベア1に被計量物が供給されていると判定しているときには、供給検出信号Saを安定状態判定手段53と供給ゲート制御手段56へ出力する。
供給ゲート制御手段56は供給検出信号Saを入力すると、計量コンベア1に対応する供給ゲート6のゲート板21,22を閉じる。また、供給検出信号Saが入力されなくなると、ゲート板21,22を開く。
安定状態判定手段53は、供給検出信号Saを入力すると、供給検出信号Saを入力してからの時間(非安定時間Tk)をカウントする。さらに、安定状態判定手段53は、重量センサ2の計量値fiがフィルタ手段51によって処理されたフィルタ出力値f3を入力し、供給検出信号Saが入力された後、フィルタ出力値f3が安定状態(収束状態)であるか否かを判定する。この安定状態であるか否かの判定は、例えば、連続する所定個数(複数個:例えば10個)のフィルタ出力値f3が同一値(または所定個数の最大の差が所定範囲内)であれば安定状態(収束状態)であると判定し、これ以外は安定状態でないと判定する。そして、供給検出信号Saが入力されてから規定時間(Ts)内に(すなわちTk≦Tsの場合において)、安定状態であると判定すると、安定検出信号Sbを重量算出手段52へ出力するとともに、非安定時間Tkのカウントを停止し、Tkを零にリセットする。
重量算出手段52では、安定検出信号Sbを入力すると、安定状態判定手段53で安定状態であると判定されたときのフィルタ出力値f3に基づいて、計量コンベア1上の被計量物の重量値を算出し、組合せ手段58と過重判定手段55へ出力する。なお、重量算出手段52に安定状態判定手段53が含まれるものとしてもよい。
組合せ手段58では、全ての計量部Cwの計量コンベア1上の被計量物のうち、算出されている重量値に基づいて前述の組合せ処理を行う。
図6は、上記のように重量算出手段52によって被計量物の重量値が算出される場合の各データ値(fi、f1、f2、f3)の経時変化の一例を示す図である。この図6では、供給判定対象値が1段目フィルタ部F1の出力値f1である場合を図示している。
図6では、時刻t1で、供給判定対象値である1段目フィルタ部F1の出力値f1が、載荷検出基準値Wtとなり、計量コンベア1への被計量物の供給が検出され、ゲート板21,22が閉じられる。その後、規定時間Tsが経過する前の時刻taにおいて、フィルタ出力値f3が安定状態と判定され、計量コンベア1上の被計量物の重量値が算出される。
図6をみれば、載荷検出基準値Wtと比較する供給判定対象値として、フィルタ手段51の出力値f3を用いるよりも、フィルタ手段51への入力値fi、1段目フィルタ部F1の出力値f1または2段目フィルタ部F2の出力値f2を用いる方が、計量コンベア1への被計量物の供給の検出を早く行うことができることがわかる。
図5に戻って説明を続ける。安定状態判定手段53は、供給検出信号Saが入力されてから規定時間(Ts)内に、安定状態であると判定できない場合、すなわち、カウントしている非安定時間Tkが規定時間Tsを超えると(Tk>Ts)、異常検出信号Scを供給ゲート制御手段56へ出力するとともに、非安定時間Tkのカウントを停止し、Tkを零にリセットする。そして、供給ゲート制御手段56は、異常検出信号Scを入力すると、供給検出信号Saの入力にかかわらず、ゲート板21,22を開く。この場合、重量算出手段52によって被計量物の重量値は算出されない。
図7は、上記のように重量算出手段52によって被計量物の重量値が算出されない場合の各データ値(fi、f1、f2、f3)の経時変化の一例を示す図である。この図7でも、供給判定対象値が1段目フィルタ部F1の出力値f1である場合を図示している。
図7では、時刻t3で、供給判定対象値である1段目フィルタ部F1の出力値f1が、載荷検出基準値Wtとなり、計量コンベア1への被計量物の供給が検出され、ゲート板21,22が閉じられる。その後、規定時間Tsが経過しても、フィルタ出力値f3が安定状態にはならず、被計量物の重量値は算出されない。そして規定時間Tsを経過直後の時刻t4において、ゲート板21,22が開かれる。
この図7の場合、時刻t3より少し前に、計量コンベア1へ被計量物が供給されている。そして、例えば、被計量物がにんじん等の棒状のもので、この被計量物が計量コンベア1上で立った姿勢のときにゲート板21,22が閉じられ(時刻t3)、被計量物がゲート板21,22に挟まれた状態となった場合であり、ゲート板21,22は完全に閉じた状態(水平状態)とはならない。この場合に、作業者がゲート板21,22から上に飛び出している被計量物を手で押すことにより、フィルタ出力値f3が安定状態にはならず、時刻t4でゲート板21,22が開かれるので、例えば被計量物が計量コンベア1上に倒れて、被計量物を載せなおすことができる。
このように、被計量物がゲート板21,22に挟まれた場合でも、すぐにゲート板21,22が開かれるので、被計量物の損傷を軽減することができ、商品価値の低下を抑えることができる。
また、万一、作業者が手をゲート板21,22に挟まれた場合でも、手で計量コンベア1を上から押さえることによってゲート板21,22が開くので、すぐに手を抜くことができ、その痛み等を軽減することができる。
以上に説明したように本例では、3段目フィルタ部F3の出力値f3(すなわちフィルタ手段51の出力値)に基づいて、安定状態判定手段53による判定がなされるとともに、重量算出手段52による重量値の算出がなされる。一方、供給状態判定手段54によって計量コンベア1上に被計量物が供給されていると判定されたときに、対応する一対のゲート板21,22が閉じられるが、供給判定対象値をフィルタ手段51への入力値fiに設定した場合が最も早いタイミングで供給を検出することができ、3段目フィルタ部F3の出力値f3に設定した場合が最も遅いタイミングでの検出となる。この供給状態判定手段54によって計量コンベア1上に被計量物が供給されていることが検出されるタイミングは、供給判定対象値を上述のfi,f1,f2,f3のいずれの値に設定した場合でも、例えば重量算出手段52によって算出される重量値に基づいて判定するよりも早いタイミングにできる。そのため、ゲート板21,22を早いタイミングで閉じることが可能となる。ゲート板21,22を閉じるのが遅いと、供給作業に没頭している作業者が計量コンベア1へ被計量物を追加供給(意図しない追加供給)してしまう虞があり、このような意図しない追加供給を防止することができる。
また、操作表示器4(供給判定対象値設定手段)の操作によって供給判定対象値としてどの値を用いるかを設定しなおすことにより変更可能であり、被計量物の種類(形状、大きさ等の違い)や作業者の癖等に応じて、供給判定対象値として用いる値を設定ないし変更することにより、良好な供給作業が可能になる。
次に、過重判定手段55について説明する。なお、過重判定手段55が設けられていない構成も可能である。
過重判定手段55は、重量算出手段52で算出された被計量物の重量値を入力し、この重量値と予め設定されている最大許容重量値とを比較し、被計量物の重量値が最大許容重量値を超える場合には、過重と判定し、過重検出信号Sdを供給ゲート制御手段56と操作表示器4へ出力する。
上記の最大許容重量値は、操作表示器4の操作によって予め設定されており、また、操作表示器4の操作によって変更することもできる。ここで、操作表示器4は最大許容重量値設定手段として機能する。
そして、供給ゲート制御手段56は、過重検出信号Sdを入力すると、供給検出信号Saの入力にかかわらず、ゲート板21,22を開く。また、操作表示器4では、過重と判定された被計量物が供給されている計量コンベア1を、例えば画面等に表示する等によって作業者に報知する。この報知方法は特に限定されない。また、報知手段として、操作表示器4を用いずに、例えば、各計量コンベア1に対応する報知ランプなどの別の報知手段を設けてあってもよい。
また、過重判定手段55によって過重であると判定されると、上述のように、過重と判定された被計量物が供給されている計量コンベア1上のゲート板21,22が開いて、過重であることが報知された状態で、組合せ秤は運転を一時停止する。そして、作業者が、計量コンベア1上から過重の被計量物を全てあるいは一部取り出した後、操作表示器4に運転再開操作を行うことによって組合せ秤の運転を再開させるように構成されている。
例えば、ある1つの計量コンベア1に、排出組合せを求める際の目標重量範囲(組合せ目標重量値に対する許容範囲)の上限値を超える重量の被計量物が供給されている場合には、その計量コンベア1が排出組合せに選択されることはない。また、例えば、1回の排出組合せに4個の計量コンベア1が選択されることを予定している場合には、組合せ目標重量値の1/2を超える重量の被計量物が供給されている計量コンベア1も排出組合せに選択されにくくなる。このように、過重の被計量物が供給されて排出組合せに選択されないあるいは選択されにくい計量コンベア1を無くするために、最大許容重量値を例えば組合せ目標重量値の1/2などに設定し、過重な被計量物を取り除くことは、排出組合せが求められない状態となる組合せ不良の発生頻度を低減できるとともに、組合せ精度の向上につながる。
なお、過重判定手段55によって過重であると判定した場合に、上述の処理(ゲート板21,22を開き、過重であることを報知し、組合せ秤の運転を一時停止すること)を行わずに、一旦、排出組合せに選択されている計量コンベア1の被計量物の排出を中断し、過重と判定された被計量物が供給されている計量コンベア1を搬送動作させて被計量物を排出コンベア3へ搬出し、排出コンベア3を通常の搬送方向(図1の矢印c方向)とは逆方向に搬送動作させて、過重と判定された被計量物を自動的に排出するように構成してもよい。
また、本例において、ゲート板21,22を開いた状態から閉じる際のゲート遅延時間を、操作表示器4(ゲート遅延時間設定手段)の操作によって予め設定及び変更できるようにしておき、供給ゲート制御手段56は、供給状態判定手段54からの供給検出信号Saを入力していない状態から供給検出信号Saの入力を開始後、ゲート遅延時間を経過した直後に、ゲート板21,22を閉じるようにしてもよい。なお、ゲート遅延時間は、前述の規定時間Ts(例えば、1〜2秒程度)に比べて、非常に短い時間に設定される。
例えば、各々の計量コンベア1へ1回に供給する被計量物の個数が多い場合等には、計量コンベア1上に被計量物が供給されていると判定された直後にゲート板21,22を閉じると、供給されている途中の被計量物がゲート板21,22に挟まれて被計量物の噛みこみが生じる場合がある。このような場合に、ゲート遅延時間を適当な時間に設定することにより被計量物の噛みこみを無くすことが可能になる。
また、先述の供給判定対象値として用いる値とともにゲート遅延時間を、被計量物の種類(形状、大きさ等の違い)や作業者の癖等に応じて、適切に設定することにより、より良好な供給作業が可能になる。
図8は、任意の1つの計量部Cwに対して被計量物が供給されてからその重量の算出が行われるまでの処理の概略を示すフローチャートである。この処理は制御装置5の制御によってなされ、詳細は図5〜図7を用いて前述しているので、ここでは簡単に説明する。
例えば、計量コンベア1上に被計量物が供給されておらず、かつ、その上方のゲート板21,22が開いている状態のときに、作業者によって供給口13を介して被計量物が計量コンベア1上に供給されると、ステップS1において、計量値(=供給判定対象値)が載荷検出基準値Wt以上となり、ステップS1からステップS2、S3へ進み、ゲート板21,22を閉じ、非安定時間Tkのカウントを開始する。
あるいは、例えば、ゲート板21,22上に被計量物が供給済であり、計量コンベア1上の被計量物が排出コンベア3へ搬出されて計量コンベア1が停止した後、ゲート板21,22が開いて、ゲート板21,22上に供給済の被計量物が計量コンベア1上に落下すると、ステップS1において、計量値(=供給判定対象値)が載荷検出基準値Wt以上となり、ステップS1からステップS2、S3へ進み、ゲート板21,22を閉じ、非安定時間Tkのカウントを開始する。
そして、規定時間Ts内にフィルタ出力値f3が安定状態になると、計量コンベア1上の被計量物の重量値を算出する(ステップS4,S5)。
一方、規定時間Ts内にフィルタ出力値f3が安定状態にならないと、被計量物等がゲート板21,22に挟まれていることを想定してゲート板21,22を開き(ステップS4,S6)、ステップS1へ戻る。なお、ステップS1へ直接戻るのではなく、ステップS6の後、一旦、処理を中断して、例えば、操作表示器4等を用いて作業者が処理を再開させる操作を行ったときに、ステップS1へ戻るようにしてもよい。この場合、処理を中断している間に、例えば、作業者が被計量物を計量コンベア1上から取り出したり、載せなおすことができる。
この組合せ秤では、計量コンベア1に被計量物が供給されていなければ供給ゲート6のゲート板21,22は開いた状態となり、このときに作業者によって供給口13へ供給される被計量物は搬送停止状態の計量コンベア1へ供給されて保持される。また、計量コンベア1に被計量物が供給されていればゲート板21,22は閉じた状態となり、このときに作業者によって供給口13へ供給される被計量物はゲート板21,22上で保持される。よって、作業者は、計量コンベア1上に被計量物が供給されていないこと、及び計量コンベア1が搬送停止状態であることを確認する必要がなく、供給口13へ被計量物を供給すればよい。そのときに、供給ゲート6(ゲート板21,22)が閉じられてその供給ゲート6上に被計量物が供給されている供給口13には、被計量物を供給しないようにすればよいだけである。要するに、被計量物が無い(見当たらない)供給口13へ被計量物を供給すればよい。また、計量コンベア1へ被計量物を供給してはいけないときには、供給ゲート6が閉じられているため、作業者による計量コンベア1へのタイミングの誤った供給を防止できる。よって、作業者が被計量物の供給作業を容易に行うことができるとともに、生産性の向上を図ることができる。
また、ゲート板21,22が閉じられているときに、その上に被計量物を供給しておくことにより、被計量物が排出された計量コンベア1へ即座に供給することができ、生産性の向上を図ることができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明は、被計量物の噛みこみが生じても被計量物の損傷を軽減することができ、作業者が供給作業を容易に行うことができる組合せ秤等として有用である。
1 計量コンベア
2 重量センサ
3 排出コンベア
4 操作表示器
5 制御装置
6 供給ゲート
12 作業台
13 供給口
21,22 ゲート板
51 フィルタ手段
52 重量算出手段
53 安定状態判定手段
54 供給状態判定手段
55 過重判定手段
56 供給ゲート制御手段
57 計量コンベア制御手段
58 組合せ手段

Claims (4)

  1. 作業者によって被計量物が供給される複数の供給口が開口された作業台と、
    各々、前記供給口と対応して設けられ、前記供給口の開閉を行い、閉じた状態のときに水平状態となって供給される被計量物を保持し、下方に向かって開くことにより保持している被計量物が下方へ排出される一対のゲート板を有する複数の供給ゲートと、
    各々、前記一対のゲート板と対応してその下方に設けられ、上方から供給される被計量物を搬送停止状態で一時保持し、保持した被計量物を搬出する複数の計量コンベアと、
    各々の前記計量コンベアから搬出される被計量物が供給され、供給される被計量物を搬送して外部へ排出する排出コンベアと、
    各々、前記計量コンベアに取り付けられ、前記計量コンベア上の被計量物の重量を計量するための複数の重量センサと、
    各々の前記重量センサの計量値が安定状態であるか否かを所定条件に基づいて判定する安定状態判定手段と、
    前記安定状態である前記重量センサの計量値に基づいて前記計量コンベア上の被計量物の重量値を算出する重量算出手段と、
    前記重量算出手段で算出される重量値に基づいて、供給されている被計量物の重量値の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを求める組合せ手段と、
    前記排出組合せに選択されている計量コンベア上の被計量物を搬出するために前記計量コンベアを搬送動作させる計量コンベア制御手段と、
    前記重量センサの計量値と所定の載荷検出基準値とに基づいて各々の前記計量コンベア上に被計量物が供給されているか否かを判定する供給状態判定手段と、
    前記供給状態判定手段の判定結果に基づいて、前記計量コンベア上に被計量物が供給されているときには対応する前記一対のゲート板を閉じ、供給されていないときには対応する前記一対のゲート板を開くように各々の前記一対のゲート板の開閉動作を制御する供給ゲート制御手段とを備え、
    前記供給ゲート制御手段は、
    前記供給状態判定手段によって前記計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定されてから規定時間内に、当該計量コンベアに対応する前記重量センサの計量値が安定状態であるという判定が前記安定状態判定手段によってなされないときには、そのときの前記供給状態判定手段の判定結果にかかわらず前記計量コンベアに対応する前記一対のゲート板を開くように制御するよう構成された、
    組合せ秤。
  2. 前記供給ゲートに対するゲート遅延時間を予め設定するゲート遅延時間設定手段をさらに備え、
    前記供給ゲート制御手段は、
    前記供給状態判定手段によって前記計量コンベア上に被計量物が供給されていると判定されてから前記ゲート遅延時間を経過後に、対応する前記一対のゲート板を閉じるように制御するよう構成された、
    請求項1に記載の組合せ秤。
  3. 各々の前記重量センサに対して設けられ、nを2以上の整数としたときに、1段目のフィルタ部からn段目のフィルタ部までのn個のフィルタ部が縦続接続されて構成され、所定時間ごとに出力される前記重量センサの計量値を順次、前記1段目のフィルタ部に入力し、各々の前記フィルタ部で所定のフィルタ処理を行い、前記n段目のフィルタ部の出力値を前記安定状態判定手段および前記重量算出手段へ出力するフィルタ手段と、
    前記1段目からn段目までの各々の前記フィルタ部への入力値及び前記n段目のフィルタ部の出力値のうちのいずれか1つを供給判定対象値に予め設定する供給判定対象値設定手段とをさらに備え、
    前記供給状態判定手段は、
    前記供給判定対象値に設定されている値が前記載荷検出基準値以上であるか否かに応じて前記計量コンベア上に被計量物が供給されているか否かを判定するよう構成された、
    請求項1または2に記載の組合せ秤。
  4. 前記計量コンベアに供給される被計量物に対する最大許容重量値を予め設定する最大許容重量値設定手段と、
    前記重量算出手段で算出される被計量物の重量値と前記最大許容重量値とを比較し、被計量物の重量値が前記最大許容重量値を超える場合には当該被計量物が過重であると判定する過重判定手段と、
    前記過重判定手段によって過重と判定されたときに、過重と判定された被計量物が供給されている前記計量コンベアを報知する報知手段とをさらに備え、
    前記供給ゲート制御手段は、
    前記過重判定手段によって過重と判定されたときに、そのときの前記供給状態判定手段の判定結果にかかわらず、過重と判定された被計量物が供給されている前記計量コンベアに対応する前記一対のゲート板を開くように制御するよう構成された、
    請求項1〜3のいずれかに記載の組合せ秤。
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